高二物理能量量子化物理学的新纪元课件.ppt

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1、第十七章波粒二象性第一节能量的量子化哈师大附中物理组1.定义：一切物体都在辐射电磁波，且辐射与物体的温度有关。固体在温度升高时颜色的变化1400K2.理解：（1）是热传递的一种方式。（2）辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同800K1000K1200K一.热辐射二.黑体1.定义：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体，叫绝对黑体。1895年，维恩首先指出，绝对黑体可以用一个带有小孔的辐射空腔（见图)来实现当空腔受热时，空腔壁会发出辐射。2.理解：（1）理想模型（2）空腔壁上开的一个很小的孔（3）没有反射只有辐射（4）辐射与材料种类和

2、表面状况无关（5）黑体辐射电磁波的强度按波长的分布情况只与黑体的温度有关由空腔辐射体的单色辐度与波长的能谱曲线可知：2）随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加。3）随着温度的升高，曲线的极大值点逐渐向短波方向移动。3.黑体辐射的规律1）中间多两头少（2）瑞利—金斯公式在长波部分与实验结果比较吻合。但在紫外区竟算得单色辐出度为无穷大—所谓的“紫外灾难”。利用经典理论无法解释黑体辐射现象。正如1900年开耳文指出的晴朗的物理学理论大厦上空，飞来“两朵乌云”之一，它动摇了经典物理的基础。瑞利-金斯维恩理论值实验T=1646k（1）维恩公式在短波部分与实验结果吻

3、合得很好，但长波却不行。4.解释一、经典物理的麻烦空腔壁上振动着的带电微粒所吸收或发射的能量只能是h的整数倍，微粒只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。普朗克常数h=6.626×10－34JS自然界存在着能量的最基本单元（能量子=h);为了能够从理论上推导出这个公式，普朗克提出了一个与经典物理学概念截然不同的“能量子”假设：二、普朗克的能量子假设图中的热辐射曲线就是依照普朗克计及能量子假设而导出的辐射公式画成的，与黑体辐射实验结果相符合。1900年12月14日普朗克在德国物理学会上报告了自己的研究结果，他的公式受到欢迎，但他的能量子假说，却受到冷

4、遇，当时没有人相信他的假说。能量子假说的提出，给经典物理学打开了一个缺口，为量子物理学安放了一块奠基石，宣告量子物理学的诞生。能量的变化竟然是不连续的，这与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”的原则直接矛盾，因此量子论出现之后，许多物理学家不予接受。量子论的出现，物理学界最初的反应是极其冷淡的。人们只承认普朗克那个同实验一致的经验性的辐射公式，而不承认他的理论性的量子假说。遗憾的是，普朗克虽然发现了能量子，但他不能理解这一发现的意义，对自己的发现长期惴惴不安。在发现能量子之后的长达１４年时间，他总想退回到经典物理学的立场。他曾在散步时对儿子说：“我现在做

5、的事情，要么毫无意义，要么可能成为牛顿以后物理学上最大的发现。”面对量子论的发展与成功，以及科学界的批评，普朗克最终放弃了倒退的立场。1920年，在诺贝尔奖颁奖仪式上，他作了题为《量子理论的创立和当前的发展状况》的演讲，演讲中他说：“……我觉得整个的发展过程似乎是为歌德在很久以前所说的一句名言提供了一个新的证明，这句名言是：‘人要奋斗就要有错误。’”